Facet Engineering to Regulate Surface States of Topological Crystalline Insulator Bismuth Rhombic Dodecahedrons for Highly Energy Efficient Electrochemical CO2 Reduction

过电位 材料科学 格式化 电催化剂 拓扑绝缘体 选择性 拓扑(电路) 吸附 电化学 催化作用 纳米技术 化学工程 物理化学 电极 凝聚态物理 化学 有机化学 工程类 物理 冶金 组合数学 数学
作者
Huan Xie,Tan Zhang,Ruikuan Xie,Zhufeng Hou,Xuecong Ji,Yongyu Pang,Shaoqing Chen,Maria‐Magdalena Titirici,Hongming Weng,Guoliang Chai
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (31) 被引量:120
标识
DOI:10.1002/adma.202008373
摘要

Abstract Bismuth (Bi) is a topological crystalline insulator (TCI), which has gapless topological surface states (TSSs) protected by a specific crystalline symmetry that strongly depends on the facet. Bi is also a promising electrochemical CO 2 reduction reaction (ECO 2 RR) electrocatalyst for formate production. In this study, single‐crystalline Bi rhombic dodecahedrons (RDs) exposed with (104) and (110) facets are developed. The Bi RDs demonstrate a very low overpotential and high selectivity for formate production (Faradic efficiency >92.2%) in a wide partial current density range from 9.8 to 290.1 mA cm −2 , leading to a remarkably high full‐cell energy efficiency (69.5%) for ECO 2 RR. The significantly reduced overpotential is caused by the enhanced *OCHO adsorption on the Bi RDs. The high selectivity of formate can be ascribed to the TSSs and the trivial surface states opening small gaps in the bulk gap on Bi RDs, which strengthens and stabilizes the preferentially adsorbed *OCHO and mitigates the competing adsorption of *H during ECO 2 RR. This study describes a promising application of Bi RDs for high‐rate formate production and high‐efficiency energy storage of intermittent renewable electricity. Optimizing the geometry of TCIs is also proposed as an effective strategy to tune the TSSs of topological catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
宋心茹发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
俭朴的听寒完成签到,获得积分10
1秒前
Lxxlx发布了新的文献求助10
1秒前
zyiyi完成签到,获得积分10
2秒前
HOLLOW发布了新的文献求助10
2秒前
Thi发布了新的文献求助10
3秒前
冷静惜文发布了新的文献求助10
3秒前
爵士黄瓜完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
WW完成签到,获得积分10
5秒前
Dr.coco发布了新的文献求助10
5秒前
现实的俊驰完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助苏A尔采纳,获得10
6秒前
HOLLOW完成签到,获得积分10
7秒前
潘二毛完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
欣喜的薯片完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI2S应助A辉采纳,获得10
8秒前
222发布了新的文献求助10
11秒前
陈龙完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
14秒前
14秒前
路遥知马力完成签到,获得积分10
14秒前
一头牛关注了科研通微信公众号
15秒前
zm发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
胡凯发布了新的文献求助10
15秒前
情怀应助forever采纳,获得30
15秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
孙燕应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
九九九应助科研通管家采纳,获得20
16秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Plutonium Handbook 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 640
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 540
Thermal Quadrupoles: Solving the Heat Equation through Integral Transforms 500
SPSS for Windows Step by Step: A Simple Study Guide and Reference, 17.0 Update (10th Edition) 500
Chinese Buddhist Monasteries: Their Plan and Its Function As a Setting for Buddhist Monastic Life 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4116765
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3655187
关于积分的说明 11574049
捐赠科研通 3358414
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1844847
邀请新用户注册赠送积分活动 910491
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 826945